Задание по расчету схем усилительных каскадов
1. Схема с общим эмиттером
Перенесите входные и выходные ВАХ транзистора, который Вы выбрали, на миллиметровку. С учетом предельных режимов и минимальных искажений обрисуйте рабочую область.
Сформулируйте задачу, т. е. определите назначение каскада, для чего Вы хотите его использовать.
Из справочника запишите параметры транзистора, предельные режимы, зависимости параметров транзистора от режима и температуры.
В соответствии с поставленной задачей поставьте рабочую точку А и запишите ее параметры – токи и напряжения транзистора.
Найдите все физические параметры и h-параметры в окрестностях рабочей точки. Найдите
,
,
,
,
.
Расчет по постоянному току
Провести расчет каскада по постоянному току для схемы. Расчет производить по полной методике, считая, что:
|
транзисторы);
транзисторы);
|
;
В;
Ом;
ºС;
ºС
(кремниевые
=
+50 С (германиевые
– резистор,
выделяемый из расчетного
,
коэффициент
нестабильности
должен быть меньше
.
Найти сопротивление гасящего резистора
.
Для этого найти изменение с температурой всех параметров транзистора, влияющих на ток коллектора, и определить допустимые изменения тока коллектора по формуле:
.
Если
в справочнике нет зависимости
от температуры (
от температуры), то воспользоваться
следующей формулой:
,
,
,
где
– максимальная рабочая температура
перехода;
– тепловое
сопротивление промежутка переход –
окружающая среда;
– мощность
рассеяния на коллекторе в рабочей точке;
– температура
окружающей среды.
Величину , если она не указана в справочнике, взять 0,65 град/Вт.
Провести упрощенный расчет каскада по постоянному току для следующих схем (рис. 13) при той же рабочей точке и
.
Не
путать
с
!Считая, что нагрузкой является аналогичный каскад, т. е.
,
построить динамическую нагрузочную
прямую
.Определить
,
,
выходную мощность. Для основной схемы
(п. 1) определить напряжение на
электродах транзистора относительно
общей шины:
,
,
.
Уметь определять все токи и напряжения
любого каскада по схеме ОЭ, если заданы
номиналы резисторов, тип транзистора
и напряжения источников питания (
,
,
,
,
,
,
,
,
).Определить мощность резисторов и напряжения конденсаторов.
1) |
4) |
2) |
3) |
Рис. 13. Схемы для расчета усилительного каскада по постоянному току
Расчет по переменному току
Область средних частот
1.
Найти
,
,
,
,
,
для
Ом;
кОм,
(нагрузка – аналогичный каскад).
!!!Внимание!!!
определять при
и с учетом
,
т. е.
.
Обращать внимание на влияния
на
и при необходимости пересмотреть
.определять с учетом
.Не забывать о .
Провести расчет характеристик для стандартных значений выходного сопротивления генератора звуковых частот. Дать анализ зависимости.
Найти ,
,
,
,
для тех же значений
,
как и п. 1 и одного (любого) значения
.Найти параметры каскада без обратной связи.
Определить на переменном токе ,
.Найти , , по формулам, учитывая внутреннюю обратную связь. Помнить о
С учетом
в данной точке найти
,
,
,
и сопротивления динамической нагрузки,
т. е. если каскад выполняет роль
динамической нагрузки.Сделать общие выводы.
Область низших частот и больших времен
Обеспечить
Гц,
т. е. найти значения
,
,
.Для
мкФ
и
мкФ
найти
и
.Для импульсов длительностью
мкс,
100 мкс и 1000 мкс и
,
,
по пункту 1 найти коэффициенты спада
вершины импульса. Сделать вывод.Каскад работает как усилитель импульсов с длительностью
мкс.
Обеспечить
(найти
,
,
).Для схем с мкФ и мкФ и мкс, 100 мкс и 1000 мкс найти
.По пункту 1 построить АЧХ и ФЧХ.
По п. 1 построить переходную характеристику.
Рассчитать
,
чтобы цепь
не влияла на общую постоянную времени.Сделать общие выводы.
Область высших частот и малых времен
Найти
,
,
,
,
,
,
.Найти
для стандартного значения
импульсных генераторов лаборатории
107а.Найти
для
и
из п. 2.Построить АЧХ, ФЧХ и переходную характеристику на общем графике АЧХ и отдельном для
.Построить по нормированные характеристики
.Определить добротность:
1) по основной формуле;
2) с учётом значения ;
3) найти добротность транзистора;
4)
найти
и
для многокаскадного усилителя.
Дать анализ полученных результатов. Для всех схем учитывать и .
ВНИМАНИЕ! Для всех последующих схем разрешается корректировать рабочую точку для эффектовного использования транзистора.